S3C44B0X微處理器內(nèi)置LCD控制器方案設計
引言
S3C44B0X微處理器是三星公司專為手持設備和一般應用提供的高性價比和高性能的微控制器解決方案。它使用ARM7TDMI核，工作在66MHz，集成了LCD控制器等外圍器件。它的LCD控制器具有通用性,能與大多數(shù)LCD顯示模塊接口。接口設計、驅動程序開發(fā)都很簡單，廣泛應用于智能儀表、PDA等的顯示部分。
內(nèi)置LCD控制器介紹
概述
S3C44B0X內(nèi)置的LCD控制器的作用是將顯示緩存(在系統(tǒng)存儲器中)的LCD數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠縇CD驅動器，并產(chǎn)生必須的LCD控制信號。
它支持灰度LCD和彩色LCD。在灰度LCD上，使用基于時間抖 動算法(time-basedditheringalgorithm)和FRC(FrameRateControl)方法，可以支持單色、4級灰度和16級灰度模式的灰度LCD。在彩色LCD上，可以支持256種色彩。不同尺寸的LCD具有不同數(shù)量的垂直和水平象素、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)寬度、接口時間和刷新率。LCD控制器可以進行編程控制相應的寄存器值，以適應不同的LCD顯示板。
LCD控制器邏輯框圖
圖1為LCD控制器的邏輯框圖。從框圖可以看出LCD控制器是用來實現(xiàn)傳輸顯示數(shù)據(jù)及產(chǎn)生必要的控制信號，如VFRAME、VLINE、VCLK和VM。除了控制信號，還有顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)端口VD[7:0]。
LCD控制器包括REGBANK、LCDDMA、VIDPRCS和TIMEGEN。 REGBANK有18個可編程寄存器，用于配置LCD控制器。LCDDMA為專用DMA，可以自動地將顯示數(shù)據(jù)從幀內(nèi)存?zhèn)魉偷絃CD驅動器中。通過專用DMA，可以實現(xiàn)在不需要CPU介入的情況下顯示數(shù)據(jù)。VIDPRCS從LCDDMA接收數(shù)據(jù)，將相應格式的數(shù)據(jù)通過TIMEGEN(包含可編程邏輯)，以支持常見的LCD驅動器所需要的不同接口時間和速率的要求。TIMEGEN部分產(chǎn)生VFRAME，VLINE，VCLK和VM等信號。
LCD控制器提供下列外部接口信號：
VFRAME：LCD控制器和驅動器之間的幀同步信號。通知LCD屏新的一幀顯示，LCD控制器在一個完整幀顯示后發(fā)出VFRAME信號。
VLINE：LCD控制器和驅動器間同步脈沖信號。LCD驅動器通過它將水平移位寄存器的內(nèi)容顯示到LCD屏上。LCD控制器在一整行數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)絃CD驅動器后發(fā)出VLINE信號。
VCLK：LCD控制器和驅動器之間的象素時鐘信號。
VM：LCD驅動器所使用的交流信號。驅動器用VM打開或關閉象素的行和列電壓極性。
VD[3:0]：LCD象素數(shù)據(jù)輸出端口。
VD[7:4]：LCD象素數(shù)據(jù)輸出端口。
LCD控制器的寄存器。
LCD控制器通過18個可編程寄存器來配置LCD顯示模塊的尺寸、顯示模式、接口數(shù)據(jù)寬度等。
LCD控制寄存器一(LCDCON1)
LCDCON1所在地址：0x01F00000;
屬性：R/W;
復位值：0x00000000。
LCDCON1中各個位的意義見表1：
LCD控制寄存器二(LCDCON2)
LCDCON2的地址：0x01F00004;
屬性：R/W;
復位值：0x00000000。
LCDCON2中各個位的意義見表2：
LCD控制寄存器三(LCDCON3)
LCDCON3的地址：0x01F00040;
屬性：R/W;
復位值：0x00。
LCDCON3中各個位的意義見表3：
幀緩沖區(qū)開始地址一(LCDSADDR1)
LCDSADDR1的地址：0x01F00008;
屬性：R/W;
復位值：0x000000。
LCDSADDR1中各個位的意義見表4：
幀緩沖區(qū)開始地址二(LCDSADDR2)
的地址：0x01F0000C;
屬性：R/W;
復位值：0x000000。
LCDSADDR2中各個位的意義見表5：
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注:用戶通過改變LCDBASEU和LCDBASEL的值來滾動屏幕,但在幀結束時,不能改變LCDBASEU和LCDBASEL的值,因為預取下一幀的數(shù)據(jù)優(yōu)先于改變幀,如果這時改變幀,預取的數(shù)據(jù)將無效而且顯示不正確。為了檢查LINECNT,應當屏蔽中斷,否則如果在讀LINECNT后,任意中斷剛好執(zhí)行,因為ISR的執(zhí)行,LINECNT的值可能無效。
緩沖區(qū)開始地址三(LCDSADDR3)
LCDSADDR3的地址：0x01F00010;
屬性：R/W;
復位值：0x000000。
LCDSADDR3中各個位的意義見表6：
注：PAGEWIDTH和OFFSIZE必須在ENVID=0時變化。
內(nèi)置LCD控制器的應用
LCD控制器能與大多數(shù)LCD顯示模塊接口，例如DMF50081，KCS057QV1AJ等。
KCS057QV1AJ是由KYOCERA公司生產(chǎn)，具有320 240個象素點、帶CFL背光的STN(超扭曲向列)256色LCD顯示模塊。它不帶LCD控制器，很容易與S3C44B0X內(nèi)置的LCD控制器接口。本節(jié)將詳述它與LCD控制器的硬件接口連線以及它的驅動程序。
LCD控制器與KCS057QV1AJ接口設計
KCS057QV1AJ提供的外部接口信號線如下：
FRM：驅動器掃描的同步信號線;
LOAD：數(shù)據(jù)鎖存信號線;
CP：數(shù)據(jù)移位時鐘信號線;
DISP：顯示控制信號線;
D[7:0]：8根顯示數(shù)據(jù)輸入線。
在KCS057QV1AJ與LCD控制器之間接線時，KCS057QV1AJ的FRM、LOAD、CP、D[7:0]分別和LCD控制器的VFRAME、VLINE、VCLK、VD[7:0]相連。DISP引腳與S3C44B0X的GPIO的GPC15相連，通過GPC15來控制LCD顯示模塊的打開和關閉。具體接線如圖2。
KCS057QV1AJ驅動程序開發(fā)
驅動程序包括初始化S3C44B0X端口D和端口C的函數(shù)，初始化LCD控制器的函數(shù)，打開和關閉LCD顯示模塊的函數(shù)，在LCD顯示模塊上顯示條紋的函數(shù)，所有的函數(shù)都有詳細的注釋。
初始化端口D和端口C函數(shù)如下：
void Port_Init(void)
{
rPCONC=0x5f55ffff;/GPC15為輸出端口，GPC4-GPC7分配給LCD數(shù)據(jù)線VD7-VD4;
rPUPC=0x0;/端口C所有的引腳上拉允許;
rPDATC=0x3fff; /端口C所有的引腳初始化為高電平;
rPCOND=0xaaaa;/端口D所有的引腳分配給LCD控制器;
rPUPD=0x0;/端口D所有的引腳上拉允許;
rPDATD=0xff;/端口D所有的引腳初始化為高電平。
}
初始化LCD控制器函數(shù)如下：
void LCD_Init()
{
int i;
U32 LCDBASEU,LCDBASEL,LCDBANK;
LCDDisplayOpen(FALSE);/關閉LCD;
rLCDCON1=(0);/關閉視頻輸出;
rLCDCON2=(239)|(119<<10)|(15<<21);
/設置確定行掃描的返回時間為15個MCLK，設置屏為彩色320 240點;
LCDBANK=0xc000000>>22;/設置顯示緩沖區(qū)首地址在系統(tǒng)存儲器中的位置;
LCDBASEU=0x0;/設置緩沖區(qū)的開始地址;
LCDBASEL=LCDBASEU+(160) 240;
rLCDSADDR1=(0x3<<27)|(LCDBANK<<21)|LCDBASEU;
/設置顯示模塊為彩色模式等;
rLCDSADDR2=(0<<29)|(0<<21)|LCDBASEL;
rLCDSADDR3=(320/2)|(0<<9);/不使用虛屏;
rREDLUT=0xfca86420;/設置紅色查表寄存器， 與特定的顯示要求有關;
rGREENLUT=0xfca86420;/設置綠色查表寄存器，與特定的顯示要求有關;
rBLUELUT=0xfffffa50;/設置蘭查表寄存器，與特定的顯示要求有關;
rLCDCON1=LCDCON1_ENVID|0<<1|0<<2|0<<3|(2<<5) |1<<7|(0x3<<8)|(0x3<<10)|(CLKVAL<<12);
/使能視頻輸出，8位單掃描方式，設置WDLY，WLH,CLKVAL;
for(i=0;i<80*240;i++)/顯示緩沖區(qū)清零。
*(pLCDBuffer16+i)=0x0;
}
從圖2知，GPC15用來打開關閉LCD。打開和關閉LCD顯示模塊的函數(shù)如下：
void LCDDisplayOpen(U8 isOpen)
{
if(isOpen)
{
rPDATC|=0x8000;/打開LCD
}
else{
rPDATC&=0x7fff;/關閉LCD
}
}
在LCDBANK寄存器中已經(jīng)定義了顯示緩沖區(qū)在系統(tǒng)存儲器的段首地址為0xc000000，要顯示字符、圖片只需將字符、圖片取模得到的數(shù)據(jù)送到該緩沖區(qū)就可以了。但是要注意，彩色LCD是8位數(shù)據(jù)表示一個象素。對緩沖區(qū)首地址進行如下定義：
U32 pLCDBuffer16=(U32*)0xc000000;
下面舉一個在整個屏上顯示明暗相間的條紋的程序，顯示明暗條紋函數(shù)如下：
void LCDstripe ()
{
int i,lcddata;
for(i=0;i<(320*240)/4;i++)
{
lcddata0=0x0ffff0000;
*(pLCDBuffer16+i)=lcddata;/向幀緩沖區(qū)送數(shù)據(jù)，每次4個象素的數(shù)據(jù)。
}
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